Pr10
.docxМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Инженерная школа энергетики
Отделение электроэнергетики и электротехники
Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Практическая работа №10
Система управления сообщающимися сосудами
По дисциплине «Микропроцессорные средства систем автоматики, управления и диагностики»
Выполнил: :
|
|
||||
студент гр. 5А06 |
|
|
Сергеев А.С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверил:
|
|
||||
К.т.н, доцент |
|
|
Гирник А.С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Томск – 2023
Цель: Освоить принципы построения автоматизированной системы управления процессом перекачивания жидкости между сосудами и нагревом, а также контроля уровня жидкости и температуры.
Порядок работы:
Ознакомиться с лабораторной установкой.
Создать систему управления на базе программного языка LD (среда EasySoft).
Апробация созданной системы в среде EasySoft.
Создать систему управления на базе программных языков CFC и FBD (среда CoDeSys).
Апробация созданной системы в среде CoDeSys.
Ход работы:
Описание лабораторной установки
Модель сообщающихся сосудов в функциональном виде показана на рисунке 1 и состоит из следующих основных узлов:
Первый контур циркуляции:
Сосуд с холодной жидкостью (холодный сосуд).
Сосуд с горячей жидкостью (горячий сосуд).
Насос и патрубки для откачивания жидкости из «холодного» сосуда с подачей к теплообменнику (бойлеру) и последующим наливом в «горячий» сосуд.
Насос и патрубки для откачивания жидкости из «горячего» сосуда с подачей к радиатору для охлаждения и последующим наливом в «холодный» сосуд.
Радиатор.
Датчики уровня поплавковые.
Датчики уровня ультразвуковые.
Датчики температуры.
Второй контур циркуляции теплоносителя:
Котёл нагревательный.
Циркуляционный насос.
Теплообменник (бойлер).
Гидравлическая система безопасности и расширительный бак.
Датчик температуры.
Рисунок 1 – Функциональная схема модели сообщающихся сосудов
Рисунок 2 – Внешний вид модели сообщающихся сосудов
Создание системы управления в среде Easy Soft
Создаем новый проект и добавьте в него устройство – программируемое реле EASY серии 800. В данном случае это EASY-820-DC-RC. Версия устройства 7.
Построим схему управления насосами слива холодной и горячей воды.
Рисунок 3 – Схема управления насосов слива холодной и горячей воды
На рисунках 4-7 показаны настройки компараторов CP01-CP04
Рисунок 4 – Настройки компаратора CP01
Рисунок 5 – Настройки компаратора CP02
Рисунок 6 – Настройки компаратора CP03
Рисунок 7 – Настройки компаратора CP04
Аналогичным образом построена часть схемы для управления включением вентиляторов охлаждения и циркуляционного насоса с нагревательным котлом (см. рисунок 8). Привязку компараторов CP05 и CP06 необходимо сделать к счётчику импульсов C03, а компараторов CP07 и CP08 к счётчику импульсов C04.
Рисунок 8 – Схема управления включением вентиляторов охлаждения и циркуляционного насоса с нагревательным котлом
На рисунке 9 представлена схема арифметических модулей, предназначенных для деления сигналов уровня и температуры жидкостей на специальный коэффициент (в данном случае 10) для пересчёта битового сигнала (с максимальным значением 1023) в проценты. Их настройки приведены на рисунках 10-13.
Для отображения полученных величин предусмотрен модуль вывода текста D01, его настройки приведены на рисунках 14-15 с привязками к выходным сигналам арифметических модулей.
Рисунок 9 – Арифметические модули с блоком отображения текста
Рисунок 10 – Настройки арифметического модуля AR1
Рисунок 11 – Настройки арифметического модуля AR2
Рисунок 12 – Настройки арифметического модуля AR3
Рисунок 13 – Настройки арифметического модуля AR4
Рисунок 14 – Общие настройки модуля текста D01
Рисунок 15 – Настройки ввода текста модуля D01
Создание системы управления в среде CoDeSys
Общая структура системы на языке CFC показана на рисунке 16 (главная программа PLC_PRG).
Рисунок 16 – Общая структура системы на языке программирования CFC
Рисунок 17 – Переменные программы PLC_PRG
Функциональный блок пускового устройства с внутренним языком программирования FBD показан на рисунке 18.
Рисунок 18 – Функциональный блок пускового устройства «starter» на языке FBD
Функциональный блок измерителя уровня с внутренним языком программирования FBD показан на рисунке 19.
Здесь MUL – это умножитель, GT компаратор сравнения входного сигнала с эталонным (в данном случае l_limit), при превышении над эталонным значением компаратор выдаст логическое значение true.
Рисунок 19 – Функциональный блок измерителя уровня на языке FBD
Функциональный блок измерителя температуры с внутренним языком программирования FBD показан на рисунке 20.
Рисунок 20 – Функциональный блок измерителя температуры на языке FBD
Объявление глобальных переменных показано на рисунке 21. Эти переменные необходимы для преобразования сигнала с датчиков в вольтах в значения температур и уровня жидкости в метрической системе.
Рисунок 21 – Глобальные переменные
Общий вид визуализации показан на рисунке 22.
Рисунок 22 – Визуализация программы управления сообщающимися сосудами
Вывод: в ходе практической работы созданы автоматизированной системы управления процессом перекачивания жидкости между сосудами и нагревом, а также контроля уровня жидкости и температуры в среде EasySoft и CoDeSys. Тестирование программ, написанных в среде EasySoft и CoDeSys, прошло успешно. Для программы в среде CoDeSys можно отметить визуализацию, которая отсутствует в EasySoft, и позволяет вести контроль и наблюдение за параметрами системы в реальном времени с экрана компьютера.